3过热器爆管过程及原因分析
该厂10号炉对流过热器管发生爆管,第一次爆管部位为炉左侧第3屏后数第7根。管子规格57×9,材料为:T91钢。经过4天抢修后运行不到1天发生第二次爆管,爆管的部位为炉左侧第3屏后数第8根管,规格为57×9,材质为12Cr1MoV钢。由于对流过热器是7管圈绕制,因此,可以判断2次爆管事故发生在同一条管道上。
3.1爆口外观
爆口外观如图3,爆口边缘最薄为4.1mm;内外表面无明显氧化减薄现象。裂纹长131mm,宽27mm,爆口最大胀粗为68mm,胀粗率为19.30%,距离爆口裂纹尖端20mm处管子的胀粗为58.12mm,胀粗率为1.96%,爆口外表面存在平行于管轴线多条宏观蠕变裂纹。爆口呈鱼嘴状,边缘较粗糙并不锋利,呈脆性爆裂。
3.2光谱分析结果及微观检验
光谱分析结果显示,爆口部位材料含Cr、Mo、V、Nb元素。
在最大开口处取样进行金相分析,原具有位向性的马氏体组织形态已消失,晶内原呈大量细小弥散状分布的碳化物粒子数量已大量减小,尺寸粗化。其老化程度属完全老化,老化级别为4级。在最大开口的背面取样金相分析,原晶内碳化物粒子数量进一步减少,尺寸粗化,晶界碳化物粒子数量增多,沿与应力垂直方向有方向性分布倾向,尺寸长大,马氏体位向明显分散。老化程度属中度老化,老化级别为3级。
3.3爆管原因
从爆管的宏观和微观分析结果与爆管特性的比较以及运行记录可知,10号炉对流过热器的爆管事故是属于短期超温爆管,主要原因是管内有异物堵塞,造成管内流通面积减少,汽水循环不良,流经过热器管的蒸汽量减少,管内温度急剧上升超过材料允许最大温度引起爆管。
在维修中发现,原始爆口的管子内遗留有一块堵板,该堵板是竖着的,并没有完全堵塞管子的流通截面,随着时间的推移,当在某一瞬间外力作用致使堵板旋转堵塞管口时,没有蒸汽冷却的管子就会因短期过热而产生爆破。
4对策
锅炉受热面管的爆管原因与制造、安装及运行均有关联,根据机组的实际状况作出的处理措施如下。
(1)由于整圈管子的质量已受影响,表面过热起皮,管材供应不上,无法大量更换,故对该圈管子作临时堵塞处理。
(2)对其他受热面管进行全面检查,并对有怀疑超温的高温过热器管进行取样分析。
(3)加强设备质量的验收和安装质量的检查。
(4)建议合理布置受热面管壁温度测点,严格监视受热面管壁温度的变化,防止事故发生及扩大。
5结论
10号炉高温过热器管的爆裂是属于异物堵塞引起的短期超温爆管。建议加强设备质量的验收和安装质量的检查;合理布置受热面管壁温度测点。
参考文献
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2张琳,李新科.锅炉管的失效和预防.山西焦煤科技,2005,(6):21~22